一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法，按原料的重量百分比计，包括：20

【技术实现步骤摘要】
一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，具体为一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸(PLA)是一种新型的生物基及可再生生物降解材料，使用可再生的植物资源所提出的淀粉作为基础原料制成。本身具有良好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境的情况下，实现充分的环保效果。
[0003]在现有技术中，对聚乳酸的应用较为广泛，可应用在一次性餐具、购物袋、服装尿裤卫等物品上，而现有的聚乳酸聚合形成的高分子材料，随着应用的广泛，也暴露出了很多不足之处：
[0004]1、耐高温性能差：PLA等降解材料耐温性较差，以降解材料为原料加工生产的一次性餐具普遍存在不耐温、不耐油等缺陷，导致其功用大打折扣，并且在运输途中餐具变形、材质变脆导致大量次品的出现；
[0005]2、力学性能差：可降解材料的力学性能较差，无法满足现在市场对塑料的性能要求，例如PLA材料的韧性很差，它的断裂伸长率不到10％，聚乳酸的韧性制约了其在其他应用领域如高压下需要塑性形变(如：螺钉和固定板)方面的应用。
[0006]3、加工性能差：由于树脂基体的结晶化温度等性能因素，导致可降解材料在加工过程中存在一些困难。
[0007]除物理性能和加工性能上的不足，PLA材料的降解周期难以控制，降解主要是通过含有酯基的主链水解，并且降解速度还依赖于结晶度、形态、水扩散到聚合物中的速度以及中不同立体异构的含量。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，按原料的重量百分比计，其中包括：20
‑
40％聚乳酸共聚物、5
‑
25％左旋聚乳酸、10
‑
20％淀粉母粒、20
‑
40％滑石粉、1
‑
2％扩链剂、0.2
‑
0.4％偶联剂、4
‑
6％增韧剂、0.2
‑
0.5％成核剂、0.2
‑
0.6％复配抗氧剂和0.5
‑
1％加工助剂。
[0010]优选的，所述滑石粉细度为10000
‑
15000目。
[0011]优选的，所述淀粉母粒中淀粉重量百分比含量70
‑
85％，通过密炼机低温加工制备，制备方法如下：
[0012]S1将淀粉70
‑
85％，食品级甘油10
‑
20％，食品级硅油5
‑
10％混合均匀，投入到密炼机中，温度控制在90
‑
110℃，密炼均匀后形成粘流态固体。
[0013]S2将粘流态固体称热转移到双腕造粒机中，挤出，风冷，造粒备用，温度控制在90
‑
110℃。
[0014]优选的，所述增韧剂为己二酸
‑
对苯二甲酸丁二酯共聚物，且成核剂为癸二酸二苯基二酰肼混合物。
[0015]优选的，所述加工助剂为超支化树脂或硅酮。
[0016]优选的，所述左旋聚乳酸制备方法为：S1，丙交酯合成；S2，提纯；S3，L
‑
PLA的聚合。
[0017]优选的，所述丙交酯合成中：将乳酸加入到三口烧瓶中，氮气氛围保护下缓慢升温至110℃，常压下脱水，再升温至140℃—160℃，加入辛酸亚锡催化剂反应，脱去缩聚反应中的生成水，然后快速升温，再继续提高真空度，低聚物裂解生成丙交酯。
[0018]优选的，所述提纯具体操作为先水解丙交酯，再进行重结晶，待结晶完全后，抽滤，45℃真空干燥至恒质量，且重结晶次数为3—4次，收率为75％左右，得到的丙交酯真空低温保存。
[0019]优选的，所述L
‑
PLA的聚合步骤为用丙交酯作为单体，辛酸亚锡作为催化剂，通过丙交酯开环聚合制备聚乳酸预聚体，利用质子酸作为催化剂，40
‑
60℃环境下丙交酯开环聚合成PLLA。
[0020]本专利技术还提供一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料制备方法，具体包括如下步骤：
[0021]S1，将聚乳酸和淀粉母粒80℃下烘干3
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5小时，将烘干后的聚乳酸、烘干后的淀粉母粒、左旋聚乳酸、滑石粉、扩链剂、偶联剂、增韧剂、成核剂、复配抗氧剂和加工助剂在高速混料机中混合，使各组分充分搅拌分散均匀。
[0022]S2，将混合好的物料加入双螺杆挤出机中熔融挤出，熔融挤出温度在260℃～300℃，螺杆转速为300转/分～500转/分，玻纤侧喂料加入。
[0023]S3，对挤出的物料进行冷却、风干、切粒、过强磁、包装得到成品。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]本淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料及其制备方法，相比现有市面上技术和产品，我们通过加入左旋PLLA作为成核剂，提高复合材料结晶性能，从而达到提高热变形温度，又不影响降解效率的目的，所制得的产品，不仅具有良好的耐高温性能，可有效拓宽降解材料的应用领域，如高温餐具等，引入纳米材料进行改性，可有效提高材料的力学性能，通过加入合适的10000
‑
15000目滑石粉作为纳米材料共混，提高其加工性能，使材料更易加工成型，所用的加工设备与传统的加工设备相同，无需更换设备，且提高生产效率，降低生产难度，并将制得的均聚左旋的PLA作为成核剂，基材使用左旋与右旋共聚的PLA，可避免材料相容性差，便于对材料的降解速率进行控制。
具体实施方式
[0026]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术中淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，按原料的重量百分比计，其中包括：
20
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40％的透明且熔融指数在10
‑
20之间的聚乳酸共聚物、5
‑
25％的左旋聚乳酸、10
‑
20％淀粉母粒、20
‑
40％滑石粉、1
‑
2％扩链剂、0.2
‑
0.4％偶联剂、4
‑
6％增韧剂、0.2
‑
0.5％成核剂、0.2
‑
0.6％复配抗氧剂和0.5
‑
1％加工助剂。
[0028]具体的，滑石粉细度为10000
‑
15000目，区别于常规的1250目以下的滑石粉。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，其特征在于：按原料的重量百分比计，其中包括：20
‑
40％聚乳酸共聚物、5
‑
25％左旋聚乳酸、10
‑
20％淀粉母粒、20
‑
40％滑石粉、1
‑
2％扩链剂、0.2
‑
0.4％偶联剂、4
‑
6％增韧剂、0.2
‑
0.5％成核剂、0.2
‑
0.6％复配抗氧剂和0.5
‑
1％加工助剂。2.根据权利要求1所述的一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，其特征在于：所述滑石粉细度为10000
‑
15000目。3.根据权利要求1所述的一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，其特征在于：所述淀粉母粒中淀粉重量百分比含量70
‑
85％，通过密炼机低温加工制备，制备方法如下：S1将淀粉70
‑
85％，食品级甘油10
‑
20％，食品级硅油5
‑
10％混合均匀，投入到密炼机中，温度控制在90
‑
110℃，密炼均匀后形成粘流态固体。S2将粘流态固体称热转移到双腕造粒机中，挤出，风冷，造粒备用，温度控制在90
‑
110℃。4.根据权利要求1所述的一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，其特征在于：所述增韧剂为聚己二酸
‑
对苯二甲酸丁二酯共聚物。5.根据权利要求1所述的一种淀粉/聚乳酸/PBAT纳米复合材料，其特征在于：所述成核剂为癸二酸二苯基二酰肼混合物，且加工助剂为超支化树脂或硅酮。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小辉，饶德生，程文远，
申请(专利权)人：广东奇德新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：